Пусть первоначально пружина находится в равновесии и её нижний конец имеет координату x=0. Направим координатную ось ОХ вертикально вниз. Теперь подвесим к нижнему концу груз массой m, под действием которого пружина растянется и её нижний конец будет иметь координату x≠0. На груз действуют сила тяжести F1=m*g и противоположно направленная ей сила упругости F2=-k*x (знак минус взят потому, что сила упругости направлена противоположно направлению оси ОХ). Если груз неподвижен, то это означает, что F1=F2, откуда и вытекает равенство m*g=-k*x.
Рассмотрим теперь процесс колебаний груза на пружине. После прохождения нижней точки идёт вверх, проходит положение равновесия и останавливается в верхней точке с координатой x<0. Теперь сила упругости положительна и направлена в одну сторону с силой тяжести, то есть по направлению оси ОХ.
